本文關鍵詞：一種適用智能電網(wǎng)中的新型智能電表設計

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【摘要】：目前,智能電網(wǎng)為世界各國研究的對象,在這種背景下本課題為應對智能電網(wǎng)提出的種種技術要求,設計一種適用智能電網(wǎng)中的新型智能電表。本課題首先對國內外智能電表的研究現(xiàn)狀進行了分析,在此基礎之上,提出了新型智能電表的總體設計方案:采用意法半導體公司的STM32F103VET6單片機作為主MCU,ADE公司的專用計量芯片ADE7878作為為數(shù)據(jù)采集中心,來達到對采集的電能數(shù)據(jù)進行算法處理,以及按鍵、顯示、外部接口的控制與管理工作。該設計通過電流、電壓互感器采樣得到瞬時電壓和電流,然后將其輸入到專用計量芯片,利用芯片內部的計算功能可得各項電力參數(shù),結果送MCU處理并顯示出來,最后通過通信模塊傳輸給上位機,實現(xiàn)電能質量監(jiān)測和抄表功能。新型智能電表設計分為硬件設計和軟件設計兩大部分,硬件設計部分的主控模塊選用高性能低功耗微處理器STM32F103VET6單片機,DS1302芯片為實時時鐘芯片,同時結合計量芯片ADE7878設計電網(wǎng)參數(shù)采集及處理電路,選用外加實時時鐘、存儲器、液晶、按鍵、電源、串行接口等器件完成了硬件電路的搭建,并通過RS-485通信數(shù)據(jù)傳輸單元電路,實現(xiàn)電能信息的及時存儲和交互。軟件設計部分提出了模塊化的設計思想,將新型智能電表具有的功能分為不同的模塊,并對不同的模塊進行編程,實現(xiàn)了新型智能電表實現(xiàn)電能質量監(jiān)測和抄表功能所需要的流程設計,采用主程序和子程序即模塊化編程形式,減少程序之間存在的冗余,增強了軟件系統(tǒng)的可讀性與維護性。最后,通過實驗對新型智能表進行系統(tǒng)調試,實驗結果表明,在誤差允許的范圍內,本課題設計的新型智能表能夠實現(xiàn)電能質量檢測和抄表功能,對微處理器STM32與高精度計量芯片的進行組合是可行的,具有一定的實用價值。
【關鍵詞】：智能電表 STM32F103VET6 ADE7878 電能質量監(jiān)測 抄表
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM933.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 概述8-12
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 智能電表在智能網(wǎng)中的定位9
• 1.3 智能電表研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 主要研究內容11-12
• 第二章 新型智能電表系統(tǒng)總體設計方案12-18
• 2.1 設計思想12
• 2.2 主要技術要求12-13
• 2.3 電能質量監(jiān)測算法13-17
• 2.3.1 電壓允許偏差的算法13
• 2.3.2 電壓波動算法13
• 2.3.3 三相電壓不平衡度的算法13-15
• 2.3.4 諧波的算法15-16
• 2.3.5 電壓驟降和中斷16
• 2.3.6 頻率偏差的算法16-17
• 2.4 本章小結17-18
• 第三章 新型智能電表硬件設計18-31
• 3.1 硬件總體結構設計18-19
• 3.2 MCU模塊及外圍電路設計19-21
• 3.2.1 MCU模塊設計19-20
• 3.2.2 時鐘電路設計20-21
• 3.3 電能計量模塊設計21-26
• 3.3.1 互感器變換電路21-23
• 3.3.2 ADE7878引腳功能分配23-24
• 3.3.3 ADE7878電路設計24-26
• 3.4 通信系統(tǒng)硬件設計26-27
• 3.4.1 RS-485通信接26-27
• 3.4.2 紅外通信設計27
• 3.5 電源模塊27-28
• 3.6 數(shù)據(jù)存儲電路設計28-29
• 3.7 人機交互電路設計29-30
• 3.7.1 按鍵控制電路設計29
• 3.7.2 顯示電路設計29-30
• 3.8 本章小結30-31
• 第四章 新型智能電表軟件設計31-46
• 4.1 軟件總體設計方案31-32
• 4.2 計量部分程序設計32-40
• 4.2.1 寄存器配置32-33
• 4.2.2 SPI通信33-38
• 4.2.3 電能質量測算及判定38-40
• 4.3 RS-485通信模塊設計40-42
• 4.4 存儲程序部分設計42-44
• 4.4.1 總線操作42-44
• 4.4.2 存儲器程序設計44
• 4.5 顯示程序設計44-45
• 4.6 本章小結45-46
• 第五章 系統(tǒng)調試及測試結果分析46-56
• 5.1 系統(tǒng)調試過程46-48
• 5.2 測試結果分析48-55
• 5.2.1 有功基本誤差試驗48-50
• 5.2.2 電源電壓影響試驗50
• 5.2.3 電能質量監(jiān)測測試數(shù)據(jù)50-52
• 5.2.4 抄表測試數(shù)據(jù)52-55
• 5.3 本章小結55-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-60
• 發(fā)表文章目錄60-61
• 致謝61-62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孔康;曲波;;基于STM32F103VET6單片機的永磁同步電機控制器設計[J];電工電氣;2013年07期

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本文編號：707290